ทำไมระดับ ISO ของกล้องดิจิตอลส่วนใหญ่จึงไม่ต่ำกว่า ISO 80?
ฉันเข้าใจ (คลุมเครือ) ว่าเซ็นเซอร์ปรับอัตราขยายเพื่อให้ได้ฟิล์ม ISO ที่สูงและฉันสามารถดูได้ว่าทำไมถึงมีข้อ จำกัด ในเรื่องนี้ แต่ไม่เข้าใจว่าทำไมจึงทำให้เซ็นเซอร์เป็นเรื่องยาก ไวต่อแสงน้อยกว่านี้หรือไม่
คำตอบ:
มีสองวิธีในการลดฐานของ ISO ดั้งเดิม (การตั้งค่าต่ำสุดที่เป็นไปได้ในกล้อง) หนึ่งคือการทำให้เซ็นเซอร์มีประสิทธิภาพน้อยลงเพื่อให้แสงที่เข้ามาน้อยลง มันง่ายที่จะดูว่าวิธีนี้ลดความไว อย่างไรก็ตามตามที่ระบุไว้แล้วในคำตอบอื่น ๆ นี้จะใช้เฉพาะกับชนกลุ่มน้อยที่มักพบว่าพวกเขามีแสงมากเกินไปในขณะที่ช่างภาพส่วนใหญ่ต่อสู้กับแสงไม่พอสำหรับส่วนใหญ่!
อย่างไรก็ตามมีวิธีอื่นในการลดค่า ISO พื้นฐานและนั่นคือการเพิ่มความจุของแต่ละพิกเซล (เรียกว่าความลึกของหลุม) เพื่อให้สามารถเก็บประจุได้มากขึ้น (และดังนั้นจึงมีแสงมากขึ้น) ก่อนที่จะอิ่มตัว วิธีนี้มีความได้เปรียบอย่างแท้จริง
มันยากกว่านิดหน่อยที่จะเห็นว่าสิ่งนี้ส่งผลกระทบต่อ ISO พื้นฐานอย่างไร แต่คุณต้องจำไว้เสมอว่าสิ่งที่เซ็นเซอร์อ่านนั้นจะถูกแมปไปที่ช่วง 0-255 ในที่สุดโดยกล้องหรือบุคคลระหว่างการแปลงดิบ (หรือ 0-65536 สำหรับ ภาพ 16 บิต) ลองนึกภาพเซ็นเซอร์สองตัว A และ B, A มีความจุสองเท่าต่อพิกเซล เมื่อคุณถ่ายภาพด้วยความเร็วชัตเตอร์ A ที่ 1 / 30s ไฮไลท์กำลังจะถ่าย ตอนนี้เมื่อคุณใช้ B คุณต้องใช้ 1 / 60s เนื่องจากความจุลดลง - ถ้าคุณใช้ 1 / 30s คุณจะได้รับภาพมากเกินไป
ไม่ว่าค่าใดก็ตามที่เซ็นเซอร์บันทึกที่จุดอิ่มตัวพวกมันยังคงแมปอยู่ที่ 255 ดังนั้นจะมีลักษณะเหมือนกัน เมื่อพิจารณาจาก B คุณจะได้ภาพเดียวกัน แต่เมื่อใช้เวลาในการเปิดรับแสงเพียงครึ่งเดียว (ทั้งหมดเท่ากัน) นั่นหมายความว่า B มีความไวสูงกว่า หากความไวฐานของกล้อง B คือ ISO100 ความไวแสงพื้นฐานของ A คือ ISO50
ประเด็นทั้งหมดนี้คือถ้าคุณสามารถลด ISO พื้นฐานโดยการเพิ่มความจุของพิกเซลนี่เป็นสิ่งที่ดีเพราะช่วยให้คุณมีสัญญาณรบกวนต่ำลงและมีช่วงไดนามิกที่กว้างขึ้น เพื่อให้เข้าใจว่าทำไมในกรณีนี้คุณต้องละทิ้งความคิดที่ว่าการเพิ่มการตั้งค่า ISO จะเพิ่มเสียงรบกวนมันไม่ใช่เรื่องจริงนี่คือคำตอบที่ฉันเขียนในหัวข้อ: "ISO" ในกล้องดิจิตอลคืออะไร
รุ่นสั้นคือเสียงรบกวนส่วนใหญ่เกิดจากการขาดแสง (แสงน้อยกว่าคุณมีความแตกต่างแบบสุ่มมากขึ้นในการปล่อยโฟตอนปรากฏในภาพดูhttp://en.wikipedia.org/wiki/Shot_noise ) มันเพิ่งเกิดขึ้น หากคุณเพิ่มการตั้งค่า ISO ของกล้องการตั้งค่าอื่น ๆ จะต้องเปลี่ยนซึ่งทำให้คุณได้รับแสงน้อยลงและมีเสียงรบกวนจากการถ่ายภาพมากขึ้น มันคือการขาดแสงที่สร้างเสียงรบกวนไม่ใช่การขยายสัญญาณ
ดังนั้นแม้ว่าเราจะต้องใช้แอมพลิเคชั่นเพื่อเอา ISO100 ออกจากกล้อง A แต่เราปล่อยแสงในปริมาณเท่ากันกับที่กล้อง B ถ่ายภาพที่ ISO100 และคาดว่าจะมีเสียงรบกวนในระดับเดียวกัน! ดังนั้นกล้อง A จึงไม่เลวร้ายยิ่งไปกว่านั้นอย่างไรก็ตามเรามีตัวเลือกให้ไปที่ ISO50 ให้แสงมากขึ้นและมีเสียงรบกวนน้อยลง!
เรายังมีตัวเลือกในการใช้ ISO50 แต่ด้วยการตั้งค่ากล้องเดียวกับ B ที่ใช้ในการถ่ายภาพที่ ISO100 เราปล่อยแสงในปริมาณที่เท่ากันดังนั้นจึงสามารถคาดหวังระดับเสียงรบกวนได้เหมือนกัน แต่ถ้าฉากนั้นสว่างขึ้นด้วยคลิป สัญญาณในขณะที่ A จะดำเนินต่อไปโดยมีความลึกที่ดีเป็นพิเศษดังนั้นจึงมีช่วงไดนามิกที่สูงขึ้น
ตัวอย่างเหล่านี้คือการทำให้เข้าใจง่ายมีแหล่งกำเนิดเสียงรบกวนอื่น ๆ แต่โดยทั่วไปแล้วการมีเซ็นเซอร์ "ความไวน้อย" อาจเป็นสิ่งที่ดี เป็นการยากที่จะสร้างบ่อน้ำอิเล็กตรอนให้ลึกลงไปซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมคุณไม่เห็นกล้องที่ต่ำกว่า ISO50 คุณจะเห็นความแตกต่างในเชิงลึกได้ดีตัวอย่างเช่น ISO ต่ำสุดที่มีให้กับเซ็นเซอร์ 35 มม. Canon 5D คือ ISO50 ในขณะที่เซ็นเซอร์ APS-C รุ่นเดียวกันใน Canon 30D ISO ต่ำสุดคือ 100 เนื่องจากความจุที่เพิ่มขึ้นในขนาดใหญ่ พิกเซลของ 5D
หากผู้ผลิตต้องการทำเช่นนั้นพวกเขาสามารถทำได้
ดังที่ได้กล่าวไปแล้วเซ็นเซอร์ทุกตัวมีความไวดั้งเดิมซึ่งโดยปกติคือ ISO 100, 160 หรือ 200 การรับสัญญาณจะใช้เพื่อให้ได้ความไวที่สูงขึ้นโดยการคูณสัญญาณฐาน วิธีนี้จะทำให้เกิดเสียงรบกวนมากขึ้นดังนั้นหาก ISO ต่ำลงคุณจะต้องใช้อัตราขยายที่มากขึ้นเพื่อให้ได้ความไวที่สูงขึ้นและคุณจะได้รับเสียงรบกวนมากขึ้น
ในการรับค่า ISO ที่ต่ำกว่าโดยไม่เปลี่ยนการตั้งค่าพื้นฐานคุณจะต้องแบ่งสัญญาณพื้นฐาน นี่เป็นสาเหตุที่ทำให้ช่วงไดนามิกลดลงซึ่งเป็นสาเหตุที่คุณไม่ค่อยเห็นค่า ISO ต่ำกว่า 50 หาก ISO ฐานจะถูกหารด้วยปัจจัยที่มีขนาดใหญ่กว่าช่วงไดนามิกที่มากเกินไปจะหายไป
ท้ายที่สุดไม่มีเหตุผลมากนักที่จะพัฒนาเซ็นเซอร์ความไวต่ำเนื่องจากใช้ตัวกรอง ND เพื่อลดแสงที่เข้ามาโดยไม่ส่งผลกระทบต่อช่วงไดนามิก กล้องหลายตัวจาก Canon, Nikon และ Fuji มีฟิลเตอร์ ND 2 หรือ 3 สต็อปในตัวสำหรับเอฟเฟกต์นั้น สำหรับ DSLR คุณสามารถซื้อฟิลเตอร์ ND พร้อมความแรงของตัวแปรซึ่งทำให้สิ่งต่าง ๆ มีความยืดหยุ่นมาก
แต่ไม่เข้าใจว่าทำไมจึงเป็นเรื่องยากที่จะทำให้เซ็นเซอร์มีความไวต่อแสงน้อยลง?
นั่นเป็นแนวคิดที่เกี่ยวกับการถ่ายภาพที่แทบจะตรงกันข้ามซึ่งเป็นเรื่องเกี่ยวกับการถ่ายภาพแสง ต้องบอกว่า CCD / CMOS จะมีพื้นที่ธรรมชาติสำหรับการจับแสงดังนั้นน้อยกว่านั้นจะต้องมีการละทิ้งข้อมูลซึ่งโดยทั่วไปแล้วอาจจะไม่ถูกสร้างขึ้นเพื่อความพึงพอใจของช่างภาพ . ซอฟต์แวร์ซึ่งเป็นสิ่งที่จะทำเช่นนี้จะมีการประนีประนอมกับปัจจัยต่าง ๆ
ไม่ว่าในกรณีใด ๆ Itai สังเกตว่ามีวิธีอื่นในการลดแสง คุณสามารถใช้ฟิลเตอร์ ND, รูรับแสงที่เล็กกว่า, ความเร็วชัตเตอร์ที่สูงขึ้น ฯลฯ หากคุณถ่ายภาพแบบดิบคุณสามารถปรับค่าแสงได้มากขึ้น ผลกระทบสุทธิต่ำกว่ามาตรฐาน ISO 80 นั้นไม่น่าจะคุ้มค่ากับผู้ผลิต แต่พวกเขาก็ให้ความสนใจมากขึ้นเกี่ยวกับส่วนอื่น ๆ ของช่วง
ไม่มีอะไรที่จะหยุดยั้งโปรแกรมเมอร์เฟิร์มแวร์จากการใช้ค่า "ISO" ที่ต่ำลงโดยเฉลี่ยหลายเฟรม ตัวอย่างเช่นหากความไวต่อฐานถูกกำหนดให้เป็น "80 ISO" "40 ISO" สามารถนำมาใช้โดยเฉลี่ยสองเฟรม